Гормоны поджелудочной железы биохимия — Анализы для поджелудочной железы: виды и их расшифровка

Автор: | 20.05.2021

Содержание

Гормоны поджелудочной железы биохимия

Анализы для поджелудочной железы: виды и их расшифровка

Сбои в работе поджелудочной железы в результате различных факторов становятся причиной развития определенных заболеваний. Для выявления возможных патологий поджелудочной железы назначают анализы. Как же проверить функционирование поджелудочной железы?

Поджелудочная железа: значение и функции

Поджелудочная железа – орган пищеварительной системы, который выполняет очень важные функции

Поджелудочная железа – орган пищеварительной системы, который выполняет очень важные функции

Поджелудочная железа – это железистый орган, который имеет альвеолярно-трубчатое строение и покрыт тонкой капсулой. Железа играет важную роль в гомеостазе организма и в процессе пищеварения. Располагается в забрюшинном пространстве позади желудка и имеет вытянутую форму. От желудка отделяется сальниковой сумкой. Делится поджелудочная на три части: тело, головка и хвост.

В поджелудочной железе имеются внутренние протоки, в которые собирается панкреатический сок. Они соединяются в один большой, который выводится в двенадцатиперстную кишку. При повреждении какой-либо части железы, другие берут на себя ее функции.

Основные функции поджелудочной железы в организме:

  1. Пищеварительная функция. Обеспечивается переваривание пищи. Вырабатываемый ферментами сок расщепляет пищу на мелкие компоненты. В результате вещества проникают в кровь и разносятся по всему организму.
  2. Гуморальная функция. Производится с помощью гормонов и в процессе чего различные вещества поступают к органам. К тому же регулируется объем выделяемого сока.
  3. Экзокринная функция. В поджелудочной железе происходит выработка ферментов, которые при попадании в пищеварительный тракт разлагают питательные вещества.
  4. Эндокринная функция. Осуществляется островками Лангерганса и заключается в выработке панкреатического сока. Кроме того, выделяется гормон инсулин, который поддерживает уровень сахара в крови на нормальном уровне. Если нарушена эндокринная функция, то это является причиной развития сахарного диабета.

Это основные функции, которые выполняет поджелудочная железа. Нарушение одной из них способствует развитию патологий данного органа.

Назначение на анализ

После обследования врач даст направление на необходимые анализы!

После обследования врач даст направление на необходимые анализы!

Сбои в работе поджелудочной железы всегда характеризуются появлением неприятных симптомов. Обычно на нарушение функций поджелудочной железы указывают следующие симптомы:

  • Боли в области эпигастрия опоясывающего характера.
  • Повышение слюноотделения.
  • Тошнота.
  • Рвота.
  • Отрыжка.
  • Повышенное газообразование.
  • Снижение аппетита.
  • Диарея.

Перечисленные симптомы – повод обращения к врачу, чтобы сдать необходимые анализы, так как они указывают на ухудшение функционирования поджелудочной железы. При длительно протекающем процессе нарушается переваривание пищи, в результате чего организм недополучает необходимое количество белков, углеводов, жиров и других элементов.

Самолечением заниматься категорически запрещается, так как можно спровоцировать развитие серьезных осложнений. Необходимо обратиться к гастроэнтерологу при появлении указанных симптомов.

Особенности подготовки к анализам

Правильная подготовка к анализу – достоверный результат!

Правильная подготовка к анализу – достоверный результат!

Анализы для исследования состояния поджелудочной железы необходимо сдавать, соблюдая все рекомендации врача:

  1. Анализы сдают в утренние часы натощак. Накануне следует отказаться от жареной, жирной пищи, алкогольных напитков. Необходимо отказаться от продуктов, способствующих повышению газообразования: фасоль, горох и т.д.
  2. При склонностях к запорам за 2 часа до исследования необходимо принять сорбент в виде активированного угля, лактулозы, полисорба и др.
  3. Запрещается курить за 1 час до забора крови.
  4. Также необходимо исключить любые физические нагрузки, так как это может существенно повлиять на результаты анализа.
  5. Женщины перед сбором мочи должны обязательно провести гигиену половых органов.
  6. Для анализа мочи необходимо собрать среднюю порцию мочи в стерильный контейнер.

Эти несложные рекомендации следует строго соблюдать, тогда можно получить достоверную информацию, на основе которых врач определит тактику лечения.

Виды анализов и их расшифровка

Сдаем кровь на биохимию для определения уровня и активности ферментов

Сдаем кровь на биохимию для определения уровня и активности ферментов

Для диагностики патологий поджелудочной железы необходимо сдать общий и биохимический анализ крови. Эти анализы сдаются при подозрении на различные воспалительные процессы в органе.

Обычно при какой-либо патологии наблюдается повышение лейкоцитов, билирубина, глюкозы, С-реактивных белков, трипсина, липазы. Биохимия помогает определить насколько сильно нарушена функция поджелудочной и на основе этого выбрать тактику лечения.

Однако кроме этого имеется ряд других анализов, которые позволяют диагностировать именно заболевания поджелудочной железы. Такими анализами являются:

  • Анализ на альфа-амилазу. В норме содержание амилазы в крови должно находиться в пределах 0-53 ед/л. При повышение показателя можно диагностировать острый или хронический панкреатит, закупорку протока железы, камни в поджелудочной и т.д. Если показатель ниже нормы, то это указывает на низкое производство данного фермента. Причинами такого состояния могут быть следующие: тотальный панкреонекроз, врожденные патологии, обширное разрушение поджелудочной.
  • Копрограмма. В каловых массах в норме должны присутствовать измененные волокна. Если же наблюдаются неизмененные волокна, то это свидетельствует о снижении образовании пищеварительного сока, в результате чего мясные продукты плохо перевариваются. Такие наблюдения могут указывать на панкреатит. Крахмал должен полностью расщепляться, поэтому и не присутствовать в кале. При его обнаружении могут диагностировать хроническую форму панкреатита или синдром мальабсорбции. В каловых массах могут обнаруживаться непереваренные кусочки пищи, цвет кала становится серым.
  • Анализ мочи. Концентрация амилазы в норме составляет 20-100 ед/л. По уровню амилазы можно судить о степени воспалительного процесса в поджелудочной железе.
  • Анализ выделяемой слюны. Данная процедура направлена на определение амилазы. При повышении показателя диагностируют острое течение, а при понижении – хроническую.
  • Проба Ласуса. Это исследование, при котором определяют количество аминокислот и активность амилазы в моче.
  • Прозериновый тест. В ходе исследования пациенту вводят дозу прозерина и каждые 30 минут контролируют содержание амилазы в моче. Если уровень амилазы повышается в 2 раза и не возвращается в норму через 2 часа, то это явный признак панкреатита. При склерозе тканей органа концентрация амилазы не изменяется после введения прозерина.
  • Эластазный тест. Позволяет определить содержание эластазы – фермента поджелудочной железы. Исследование проводится иммуноферментным методом. Для анализа собирают кал.

Для точного определения патологии и причины ее возникновения назначается ультразвуковое исследование поджелудочной, компьютерная томография, лапоратомия и др.

Анализы на гормоны поджелудочной железы

Инсулин и глюкагон – основные гормоны поджелудочной железы

Инсулин и глюкагон – основные гормоны поджелудочной железы

Благодаря гормонам поджелудочной железы, происходит запуск различных процессов в организме.

Основные гормоны поджелудочной железы:

  • Инсулин. Полипептидный гормон, который способствует понижению уровня глюкозы в крови. В организме улучшается усвоение глюкозы, синтез белка и жирных кислот. Если орган функционирует правильно, то концентрация сахара в крови будет находиться в пределах нормы. При определенных нарушениях содержание сахара может снижаться до критической отметки. В этом случае сдают анализ на инсулин.
  • С-пептид. Это белковое вещество, которое образуется вместе с инсулином. Анализ на соединяющий пептид позволяет определить, как происходит синтез инсулина и углеводов в крови. Если этого гормона недостаточно, то синтез глюкозы не происходит и не накапливается в организме.
  • Глюкагон. Это полипептид, который увеличивает количество сахара в крови, т.е. выполняет функцию противоположную инсулину. Глюкагон активизирует распад и выброс в кровь гликогена, энзимов, которые расщепляют жиры.

Кроме того, поджелудочной железой выделяются гастрин, амилин, панкреатический полипептид. В диагностике различных заболеваний поджелудочной железы особое внимание уделяется гормонам, которые выделяются этим органом.

Заболевания поджелудочной железы

Панкреатит – серьезное заболевание, которое требует правильного лечения

Панкреатит – серьезное заболевание, которое требует правильного лечения

Для всех патологий поджелудочной железы характерно нарушение пищеварения. Самое распространенное заболевание, которое затрагивает поджелудочную железу – панкреатит. Это тяжелое воспалительное заболевание, при котором протоки железы сдавливаются, и скапливаемый сок переваривает ткани органа.

Для панкреатита характерна распирающая боль в животе, рвота с примесью желчи, бледность кожи, признаки интоксикации, пятна в виде кровоизлияний на животе и др.

Хроническая форма панкреатита указывает на прогрессирование заболевания, и нормальная ткань органа замещается соединительной. Основной причиной перехода панкреатита в хроническую форму является злоупотребление спиртными напитками. Характеризуется острыми периодами и ремиссией.

Более серьезной патологией является рак поджелудочной железы.

К предраковым состояниям относят кисту, доброкачественные опухоли, хронический панкреатит. В большинстве случаев протекает бессимптомно и видимых проблем с пищеварением не возникает.

Однако с прогрессированием заболевания появляется боль, отдающая в спину, с наступлением ночи. К тому же развивается желтуха, снижается аппетит, кал становится обесцвеченным. Важнейшее значение в профилактике и лечении патологий поджелудочной железы лежит диетическое питание. Такой категории лиц следует употреблять определенные продукты.

Полезное видео — Первые признаки заболеваний поджелудочной железы:

Диетическое питание не должно включать употребление жирных сортов рыбы, жирных бульонов, пряностей, шоколада, кислых яблок, грибов, алкогольных напитков. Все блюда следует готовить на пару или варить без добавления специй. В рационе должна присутствовать здоровая пища и питаться следует не менее 4-5 раз в сутки. Своевременное обращение к врачу, правильное питание и здоровый образ жизни — всё это поможет предупредить развитие многих заболеваний.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Биохимия гормоны поджелудочной железы

Биохимия крови поджелудочной железы при панкреатите

Биохимия крови — своего рода лабораторная диагностика, которая показывает, как функционируют все органы и системы в организме человека, в том числе поджелудочная железа. Вот почему, когда есть подозрение на панкреатит, больного просят сдать анализ на биохимию, по результатам которого можно выяснить, каких микроэлементов в избыточном количестве, а каких не хватает. И уже, зная механизмы, приводящие к колебаниям химического состояния организма, сделать выводы, свидетельствующие о том или ином заболевании.

Одним из показателей крови, который исследуют при биохимии, является АЛТ (он же АлАТ/аланинаминотрансфераза), который вырабатывается в печени и участвует в обменном процессе аминокислот. Нормой считается показатель АЛТ не более 41 ед/л для мужчины и не более 31 ед/л для женщины. И если по результату исследования АлАТ превышает эти показатели, то это наряду с другими заболеваниями, может свидетельствовать о панкреатите.

При анализе на биохимию обращают внимание на холестерол и холестерин. Эти два органических соединения являются очень весомыми и нужными компонентами в структуре жирового обмена, активно участвующих в создании мембраны клеток, синтезе витамина D и половых гормонов. Люди, не уделяющие панкреатиту должного внимания, и не приступающие к излечению поджелудочной, допускают в своей крови стойкий подъём холестерина.

При таких недомоганиях поджелудочной железы как острый и хронический панкреатит, у больного по результатам биохимии, наблюдается низкий показатель магния в крови, который органически присущ многим ферментам человеческого организма. Помимо этого, магний является активным внутриклеточным организмом, входящим в состав печени, мышц, эритроцитов и других тканей и органов, а также высвобождает инсулин, регулируя в крови объём сахара.

Ещё одним веществом, на которое обращают внимание при биохимии — показатель панкреатической альфа-амилазы. В норме эти показатели составляют 0-50 ед/л и 20-104 ед/л соответственно. Альфа-амилаза созревает в поджелудочной и слюнных железах, а панкреатическая — только в поджелудочной. Этот фермент помогает расщеплять углероды и крахмал в двенадцатиперстной кишке. Если в анализе биохимии количество фермента значительно завышено, это свидетельствует о таких заболеваниях железы как киста, панкреатит, опухоль или камень в протоках поджелудочной.

Биохимия гормонов поджелудочной железы

Основными гормонами поджелудочной железы являются инсулин и глюкагон. Глюкагон — полипептид, масса которого составляет 3,5 кДА, период полураспада длится от трех до шести минут, содержит в себе 29 аминокислот. Образование глюкагона происходит в клетках тонкого кишечника и поджелудочной железы. Конечный эффект глюкагона заключается в снижении показателя гормона. Уменьшение показателя происходит при повышении в крови концентрации жирных кислот и глюкозы.

Инсулин — полипептид, молекулярная масса которого составляет 5,7кД, содержит в себе 51 аминокислоту, состоит из двух цепей А и В, связанные дисульфидными мостами. Образование инсулина происходит в поджелудочной железе в виде проинсулина, который трансформируется в секреторные гранулы, образуя С-пептид и инсулин. Конечным эффектом действия инсулина является уменьшение в крови показателя глюкозы. Уменьшение количества инсулина происходит благодаря транспортировке глюкозы внутрь моицитов и адипоцитов и активации внутриклеточных реакций.

В биохимический состав печени входят белки, гликоген, липиды и минеральные вещества. Печень играет огромную роль в процессе обмена веществ. В ее клетках содержатся тысячи ферментов, способствующие ускорению реакции многочисленных метаболических путей. Основными и важнейшими функциями печени являются: биосинтез таких веществ, как глюкоза, белки плазмы крови, липиды и т.д.; биосинтез желчных кислот, образование и выделение желчи, участвующих в пищеварительном процессе; биосинтез конечных продуктов — мочевины; биотрансформация лекарственных препаратов, ядов и т.д.

Гормоны поджелудочной железы

Гормоны поджелудочной железы. Механизм действия инсулина. Биохимические признаки сахарного диабета

Инсулин синтезируется β-клетках островков Лангерганца поджелудочной железы в виде предшественника – препроинсулина. Отщепление от него сигнальной последовательности приводит к образования проинсулина, состоящего из А- и В-цепей и соединяющего их С-пептида. Созревание прогормона заключается в «вырезании» протеиназами С-пептида. Зрелый инсулин содержит А- и В-цепи, соединённые двумя дисульфидными мостиками. А-цепь содержит 21 аминокислотный остаток и имеет один дисульфидный мостик. В-цепь состоит из 30 аминокислотных остатков. Превращение инсулина в инсулин начинается в аппарате Гольджи и продолжается в зреющей секреторной грануле β-клеток.

Являясь гормоном немедленного действия, инсулин быстро синтезируется (в течение часа) и секретируется сосскоростью 40 ед./сут. Главный физиологический стимул секреции инсулина – повышение уровня глюкозы крови. Инсулин не имеет белка переносчика в плазме крови, поэтому перид полужизни его не превышает 3-5 мин. Физиологическая концентрация инсулина в крови – 10-12 – 10-9 моль/л.

Тканями-мишенями для инсулина являются жировая, мышечная и ткань печени.

Рецепторы инсулина находятся клеточной мембране, являются гликопротеидами, состоят из двух α- и двух β-субединиц соединённых дисульфидными связями, обладают тирозинкиназной активностью.

α-субъединица целиком вне клетки и служит для узнавания связывания инсулина. Две α-субъединицы соединены друг с другом дисульфидными связями. β-субъединица пересекает плазматическую мембрану и имеет большой цитоплазматический участок, который обладает тирозинкиназной активностью, т.е. способностью фосфорилировать белки по тирозину.

Механизм действия инсулина. Инсулин является одним из наиболее изученных белков: его первым из белковых гормонов получили в очищенном виде, кристаллизовали и синтезировали химическим путём и методами генной инженерии. Успехи учённый в этой области отмечены Нобелевскими премиями. Однако механизм действия его на молекулярном уровне изучен не до конца, чем для большинства гормонов. Механизм действия инсулина в настоящее время представляется следующем образом. Инсулин, связавшись с α-субъединицами рецептора, активирует тирозинкиназу β-субъединиц. Первым субстратом для неё является сама β-субъединица, т.е. наблюдается аутофосфорилирование рецептора при связывании его с инсулином. Далее сигнал от гормона идёт в клетку в двух направлениях:

Киназа рецептора включает каскад фосфорилирования ряда клеточных ферментов. Это вызывает конформационные как в молекуле рецептора, так и в мембране клетки. В результате повышается проницаемость клетки для К+, Са2+, аминокислот глюкозы. Так фосфорилируются и активируются белки-субстраты инсулинового рецептора (IRS), которые активируют сериновые и треониновые протеинкиназы, которые фосфорилируют (уже поостаткам Сер или Тре) разные белки, в т.ч. протеинфосфотазы т.е. ферменты, отщепляющие фосфатные остатки от фосфопротеинов. Т.о., дествие инсулина приводит к специфическому фосфорилированию одних белков и дефосфорилированию других.белки которые фосфорилируются в ответ на инсулин и при этом активируются: ФДЭ, цАМФ , рибосомальный 6S белок, белки цитоскелета (МАР-2, актин, тубулин, фодрин и др.). Фосфорилирование белков цитосклета сразу же после связывания инсулина с клеткой способствуетбыстрому обратимому перемещению белков переносчиков глюкозы (=глюкозных траспортёров) из внутриклеточного депо (везикулы ЭПР) в плазматическую мембрану. Скорость поступления глюкозыв клетку возрастает в 30 – 40 раз. Существует по крайней мере 6 типов переносчиков глюкозы – ГЛЮТ-1, ГЛЮТ-2 и до ГЛЮТ-6. все они являются гликопротеидами.

Однако чаще инсулин вызывает дефосфорилирование белков. Активность ферментов может:

повышаться — гликогенсинтетаза, ацетил-КоА-карбоксилаза, α-глицеролфосфатацилтрансфераза, пируватдегидрогеназа, пируваткиназагидроксиметилглутарил-КоА-редуктаза;

снижаться – фосфорилаза А, киназа фосфорилазы В, тканевая липаза, фосфоенопируваткарбоксилаза и др. ферменты ГНГ.

Другое направление передачи сигнала от инсулина в клетку связано с фосфорилированием тирозинкиназой рецептора особого G-белка, который можно обозначить как Gins. Это приводит к активации специфической фосфолипазы С. Специфичность фосфолипазы заключается в том, что активируется при связи только инсулина с рецептором и действует не на обычный фосфолипид, а только на фосфолипидилинозитолгликан. В отличие от фосфатилилинозитола этот гликолипидный предшественник содержит остатки только насыщенные жирных кислот, а к инозитолу присоединяется углеводная последовательность, в состав которой входят галактоза, галактозамин. Инсулин –специфическая фосфолипаза С катализирует образование двух посредников: необычной структуры ДАГ, содержащего только насыщенные жирные кислоты и ГИФ. Липофильный ДАГ остаётся в плазматической мембране и усиливает транспорт в клетку глюкозы, аминокислот и ионов(К+, Са2+). Гидрофильный ГИФ свободно перемещается в цитоплазме и изменяет активность ряда ферментов. Так, повышается активность гексакиназы, фосфофруктокиназы, глицерол-3-фосфатацилрансферазы, Na+/K+-АТФазы, снижается активность аденилатциклазы, ПК А, ФЭП-карбоксилазы и др. ферментов ГНГ.

Комплекс инсулина с рецептором спустя 30 сек после связывая подвергается эндоцитозу(интернализации) и диссоциирует в клетке, большая часть гормона разрушается лизосомальными протеиназами, а свободный рецептор инсулина, в основном, возвращается на клеточную поверхность (т.н. рециклизация рецептора).

Биологическое действие инсулина

До настоящего времени не открыты продолжается поиск вторичных посредников инсулина. На их роль претендовали на раных этапах изучения инсулина: цГМФ, Ca2+, NO, h3O2, модифицированные липидные посредники(ДАГ, ГИФ), пептиды и т.д. Однако окончательно этот вопрос не решён (структура их не расшифрована).

Механизм повышения проницаемости мембраны:

Конформационные изменение белков плазматической мембраны при аутофосфорилировании рецептора;

Активация специфических механизмов Na+/K+-АТФазы, калиевых. обменников моблизаци переносчиков глюкозы;

Изменения ФЛ-состава мембраны (ингибирование ФЛдметилтрансферазы).

Влияние инсулина на углеводный и липидный обмен во многом обусловлено снижением уровня ц АМФ за счёт ингибирования аденилатциклазы и активации ФДЭ ц АМФ.

Инсулин снижает уровень глюкозы крови благодаря:

Усилению транспорта глюкозы через плазматическую мембрану клеток мишеней;

Усилению утилизации глюкозы. В клетке примерно половина её распадается в гликолизе под влиянием ключевых ферментов – ГК, ФФК, ПК. 30-40% глюкозы идёт на синтез липидов, особенно в жировой ткани, около 10% поступает на синтез гликогена (активация гликогенсинтазы);

С др. стороны, тормозится распад гликогена (снижение активности фосфорилазы А) и тормозится ГНГ (из-за снижения активности его ключевых ферментов – фосфоенолпируваткарбоксилазы, фруктозобисфосфатазы и глюкозо-6-фосфатазы и отсутствия субстратов ГНГ + аминоколоты, глицерин идут насинтез белков и липидов). Глюкоза . ГКой и как бы «запирается» в клетке;

Усиление синтеза жирных кислот (активация ацетил-КоА-карбоксилазы)

Усиление синтеза ТАГ (активация глицеролфосфатацилтрансферазы)

Торможение липолиза (снижение активности тканевой липазы)

Торжение образавания кетоновых тел (образующийся, в основном, из глюкозы ацетил-КоА идет в ЦКи насинтез липидов)

В крови наблюдается активация липопротеид липазы, которая действует на ТАГ в составе липопротеидов (хиломикроны, ЛПОНП), регулируя тем самым уровень липемии.

Усиление транспорта аминокислот в клетку

Торможение распада белка за счёт ингибирования тканевых протеиназ

Активация синтеза белка. Быстрый эффект гормона на синтез белка (до одного часа) определяется, в основном, регуляцией транскрипции и трансляции: ускоряются инициация и элонгация пептидных цепей, увеличивается количество и активность рибосом, активируется фосфорилирование рибосомального S6 белка с последующим образованием полисом. Если дейстивие инсулина на клетку продолжается более 1 часа, то повышается синтез нуклеиновых кислот, который сопровождается делением, ростом и развитием клеток в целом.

Т.о., действие инсулина на обмен веществ можно охарактеризовать как анаболическое, сопровождающееся положительным азотистым балансом.

Нарушение гормональной функции поджелудочной железы

Относительно редко встречается гиперсекреция инсулина (учебник), гороздо чаще наблюдается дефицит гормона. При недостаточности инсулина или инсулинорезистентности (устойчивости к его действию) развивается СД. В России СД страдает примерно 1 млн 900 тыс человек или 1,2% всего населения. При этом у 16% больных инсулинзависимый СД (ИЗСД) или СД 1-го типа. У 84% больных наблюдается инсулиннезависимый СД (ИНЗСД) или СД 2-го типа.

При ИЗСД или диабете 1-го типа наблюдается снижение уровня инсулина в крови, обусловленное поражением β-клеток поджелудочной железы, или ускоренной инактивации инсулина в печени и крови. При ИНЗСД или диабете 2-го типа уровень инсулина нормальный или даже повышенный, но клетки-мишени теряют чувствительность к нему.

Причинами инсулинорезистентности м.б.:

нарушение созревания гормона и его рецептора с появлением изменённых молекул и нарушением их биологических функций;

наличие антител к рецепторам инсулина, которые припятствуют связыванию инсулина с рецептором;

нарушение эндоцитоза (интернализации) комплекса инсулина с рецептором; усиленная деградация рецепторов инсулина;

преждевременное деф-ие ИР-ра;

снижение аутотофосфорилирования рецептора с последующим нарушением образования посредников инсулина и др.

При этом любой блок на пути передачи сигнала от гормона в клетку может привести к полному или частичному выпадению действия инсулина на метаболизм даже при его высокой концентрации в организме.

Биохимические признаки СД

Пир СД изменения в обмене веществ практически обратны тем, которые вызывает инсулин. Снижается транспорт веществ в клетки, повышается содержание ц АМФ, т.е. в тканях начинает преобладать действие так называемых контринсулярных гормонов, в первую очередь глюкагона, с соответствующими изменениями метаболизма. Основным признаком СД является гипергликемия,которая развивается в результате:

Пониженного транспорта глюкозы в клетки;

Снижение утилизации глюкозы тканями (при ИЗСД только 5% глюкозы превращается в жиры, тормозится гликолиз и синтез гликогена);

Повышения образования глюкозы (гликогенолиз и ГНГ из аминокислот).

Свободная глюкоза может выходить из клеток в кровь. Когда содержание её в плазме превышает почечный порог (10 ммоль/л), наблюдается глюкозурия. Объём мочи при этом увеличивается из-за осмотического диуреза, т.е. наблюдается полиурия, обезвоживание организма и полидипсия (чрезмерное потребление воды). Глюкозурия вызывает значительную потерю калорий (4,1 ккал на 1г экскретируемой глюкозы), что в сочетании с активацией протеолиза и липолиза приводит к резкой потере массы тела, несмотря на повышенный аппетит (полифагия).

Преобладание липолиза над липогенезом приводит к возрастанию содержания жирных кислот в плазме. Когда оно превышает способность печени окислять жирные кислоты до углекислого газа и воды, активизируется синтез кетоновых тел и наблюдается кетонемия и кетонурия, сдвиг рН крови с развитием метаболического ацидоза. От больных исходит запах ацетона, который ощущается даже на расстоянии. Если не ввести инсулин больной погибнет от диабетической комы. Снижение активности липопротеидлипазы изменяет соотношение фракций ЛП, как правило повышается уровень ЛПОНП и ЛПНП, что ведёт к развитию атеросклероза. При 1-м типе СД чаще поражаются мелкие сосуды, т.е. развивается микроангиопатии, которые могут проявляться, как правило, в форме атеросклероза сосудов головного мозга, а чаще в форме ИБС. Не случайно сейчас называют СД проблемой не только эндокринолгии, но и кардиологии.

Снижение синтеза белка, активация распада и уменьшение транспорта аминокислот в клетки приводят гипераминоацидемии и аминоацидурии (т.е. потере азота с мочой). Усиление катаболизма аминокислот ведёт к повышению уровня мочевины в крови и увеличения её выделения с мочой. Т.о., недостаточность инсулина у человека сопровождается отрицательным азотистым балансом.

Итак, перечислены основные признаки СД. Существует много форм СД, различающихся как по тяжести, так и по набору симптомов. Так, самые лёгкие формы болезни (т.н. скрытый сахарный диабет, латентный, предиабет) проявляются только большей чем в норме, гипергликемией после приёма пищи, т.е. снижением толерантности к глюкозе.

Разнообразие форм диабета может определяться нарушением секреции др. гормонов, например, тиреоидных (чаще встречается гипофункция щитовидной железы, что утяжеляет течение диабета; гиперфункции ЩЖ при СД встречается реже и вызывает меньше осложнений).

Биохимия осложнений СД

Большую роль в их развитии, помимо изменений липидного обмена, играет гипергликемия. Поражаются те ткани, куда глюкоза проникает независимо от инсулина: почки, сетчатка и хрусталик глаза, нервы и артерии. В них концетрация глюкозы такая же, как в крови, т.е. выше нормы. Это приводит к усилению неферментативного гликозилирования белков, например, коллагена и др. белков базальной мембраны. Гликозилирование изменяет свойства белков и нарушает их функцию, например, гликозилирование гемоглобина повышает его сродство к кислороду, ткани хуже снабжаются кислородом. Гликозилирование ЛПВП ведёт к ускорению их катаболизма, а гликозилирование ЛПНП замедляет их выведение из крови и распад, т.е. уровень ЛПВП снижается, а ЛПНП повышается, что способствует развитию атеросклероза. В некоторых клетках (клетках артериальных стенок, клетках Шванна, эритроцитах, хрусталике и сетчатке, семенниках) глюкоза подвергается действию НАДФ-зависимой альдзо-редуктазы с обрзованием 6-атомного спирта – сорбитола. Сорбитол плохо проникает через клеточные мембраны, его накопление приводит к осмотическому набуханию клеток и нарушению их функций. Набухание хрусталика и накопление в нём гликозилированных белков ведёт к его помутнению и развитию катаракты. Поражаются нервы капилляры почек, сетчатки (вплоть до слепоты) и т.д. Вот поэтому при лечении СД стремятся поддерживать близкий к норме уровень глюкозы

Анализы для поджелудочной железы: виды и их расшифровка

Сбои в работе поджелудочной железы в результате различных факторов становятся причиной развития определенных заболеваний. Для выявления возможных патологий поджелудочной железы назначают анализы. Как же проверить функционирование поджелудочной железы?

Поджелудочная железа: значение и функции

Поджелудочная железа – орган пищеварительной системы, который выполняет очень важные функции

Поджелудочная железа – это железистый орган, который имеет альвеолярно-трубчатое строение и покрыт тонкой капсулой. Железа играет важную роль в гомеостазе организма и в процессе пищеварения. Располагается в забрюшинном пространстве позади желудка и имеет вытянутую форму. От желудка отделяется сальниковой сумкой. Делится поджелудочная на три части: тело, головка и хвост.

В поджелудочной железе имеются внутренние протоки, в которые собирается панкреатический сок. Они соединяются в один большой, который выводится в двенадцатиперстную кишку. При повреждении какой-либо части железы, другие берут на себя ее функции.

Основные функции поджелудочной железы в организме:

  1. Пищеварительная функция. Обеспечивается переваривание пищи. Вырабатываемый ферментами сок расщепляет пищу на мелкие компоненты. В результате вещества проникают в кровь и разносятся по всему организму.
  2. Гуморальная функция. Производится с помощью гормонов и в процессе чего различные вещества поступают к органам. К тому же регулируется объем выделяемого сока.
  3. Экзокринная функция. В поджелудочной железе происходит выработка ферментов, которые при попадании в пищеварительный тракт разлагают питательные вещества.
  4. Эндокринная функция. Осуществляется островками Лангерганса и заключается в выработке панкреатического сока. Кроме того, выделяется гормон инсулин, который поддерживает уровень сахара в крови на нормальном уровне. Если нарушена эндокринная функция, то это является причиной развития сахарного диабета.

Это основные функции, которые выполняет поджелудочная железа. Нарушение одной из них способствует развитию патологий данного органа.

Назначение на анализ

После обследования врач даст направление на необходимые анализы!

Сбои в работе поджелудочной железы всегда характеризуются появлением неприятных симптомов. Обычно на нарушение функций поджелудочной железы указывают следующие симптомы:

  • Боли в области эпигастрия опоясывающего характера.
  • Повышение слюноотделения.
  • Тошнота.
  • Рвота.
  • Отрыжка.
  • Повышенное газообразование.
  • Снижение аппетита.
  • Диарея.

Перечисленные симптомы – повод обращения к врачу, чтобы сдать необходимые анализы, так как они указывают на ухудшение функционирования поджелудочной железы. При длительно протекающем процессе нарушается переваривание пищи, в результате чего организм недополучает необходимое количество белков, углеводов, жиров и других элементов.

Самолечением заниматься категорически запрещается, так как можно спровоцировать развитие серьезных осложнений. Необходимо обратиться к гастроэнтерологу при появлении указанных симптомов.

Особенности подготовки к анализам

Правильная подготовка к анализу – достоверный результат!

Анализы для исследования состояния поджелудочной железы необходимо сдавать, соблюдая все рекомендации врача:

  1. Анализы сдают в утренние часы натощак. Накануне следует отказаться от жареной, жирной пищи, алкогольных напитков. Необходимо отказаться от продуктов, способствующих повышению газообразования: фасоль, горох и т.д.
  2. При склонностях к запорам за 2 часа до исследования необходимо принять сорбент в виде активированного угля, лактулозы, полисорба и др.
  3. Запрещается курить за 1 час до забора крови.
  4. Также необходимо исключить любые физические нагрузки, так как это может существенно повлиять на результаты анализа.
  5. Женщины перед сбором мочи должны обязательно провести гигиену половых органов.
  6. Для анализа мочи необходимо собрать среднюю порцию мочи в стерильный контейнер.

Эти несложные рекомендации следует строго соблюдать, тогда можно получить достоверную информацию, на основе которых врач определит тактику лечения.

Виды анализов и их расшифровка

Сдаем кровь на биохимию для определения уровня и активности ферментов

Для диагностики патологий поджелудочной железы необходимо сдать общий и биохимический анализ крови. Эти анализы сдаются при подозрении на различные воспалительные процессы в органе.

Обычно при какой-либо патологии наблюдается повышение лейкоцитов, билирубина, глюкозы, С-реактивных белков, трипсина, липазы. Биохимия помогает определить насколько сильно нарушена функция поджелудочной и на основе этого выбрать тактику лечения.

Однако кроме этого имеется ряд других анализов, которые позволяют диагностировать именно заболевания поджелудочной железы. Такими анализами являются:

  • Анализ на альфа-амилазу. В норме содержание амилазы в крови должно находиться в пределах 0-53 ед/л. При повышение показателя можно диагностировать острый или хронический панкреатит, закупорку протока железы, камни в поджелудочной и т.д. Если показатель ниже нормы, то это указывает на низкое производство данного фермента. Причинами такого состояния могут быть следующие: тотальный панкреонекроз, врожденные патологии, обширное разрушение поджелудочной.
  • Копрограмма. В каловых массах в норме должны присутствовать измененные волокна. Если же наблюдаются неизмененные волокна, то это свидетельствует о снижении образовании пищеварительного сока, в результате чего мясные продукты плохо перевариваются. Такие наблюдения могут указывать на панкреатит. Крахмал должен полностью расщепляться, поэтому и не присутствовать в кале. При его обнаружении могут диагностировать хроническую форму панкреатита или синдром мальабсорбции. В каловых массах могут обнаруживаться непереваренные кусочки пищи, цвет кала становится серым.
  • Анализ мочи. Концентрация амилазы в норме составляет 20-100 ед/л. По уровню амилазы можно судить о степени воспалительного процесса в поджелудочной железе.
  • Анализ выделяемой слюны. Данная процедура направлена на определение амилазы. При повышении показателя диагностируют острое течение, а при понижении – хроническую.
  • Проба Ласуса. Это исследование, при котором определяют количество аминокислот и активность амилазы в моче.
  • Прозериновый тест. В ходе исследования пациенту вводят дозу прозерина и каждые 30 минут контролируют содержание амилазы в моче. Если уровень амилазы повышается в 2 раза и не возвращается в норму через 2 часа, то это явный признак панкреатита. При склерозе тканей органа концентрация амилазы не изменяется после введения прозерина.
  • Эластазный тест. Позволяет определить содержание эластазы – фермента поджелудочной железы. Исследование проводится иммуноферментным методом. Для анализа собирают кал.

Для точного определения патологии и причины ее возникновения назначается ультразвуковое исследование поджелудочной, компьютерная томография, лапоратомия и др.

Анализы на гормоны поджелудочной железы

Инсулин и глюкагон – основные гормоны поджелудочной железы

Благодаря гормонам поджелудочной железы, происходит запуск различных процессов в организме.

Основные гормоны поджелудочной железы:

  • Инсулин. Полипептидный гормон, который способствует понижению уровня глюкозы в крови. В организме улучшается усвоение глюкозы, синтез белка и жирных кислот. Если орган функционирует правильно, то концентрация сахара в крови будет находиться в пределах нормы. При определенных нарушениях содержание сахара может снижаться до критической отметки. В этом случае сдают анализ на инсулин.
  • С-пептид. Это белковое вещество, которое образуется вместе с инсулином. Анализ на соединяющий пептид позволяет определить, как происходит синтез инсулина и углеводов в крови. Если этого гормона недостаточно, то синтез глюкозы не происходит и не накапливается в организме.
  • Глюкагон. Это полипептид, который увеличивает количество сахара в крови, т.е. выполняет функцию противоположную инсулину. Глюкагон активизирует распад и выброс в кровь гликогена, энзимов, которые расщепляют жиры.

Кроме того, поджелудочной железой выделяются гастрин, амилин, панкреатический полипептид. В диагностике различных заболеваний поджелудочной железы особое внимание уделяется гормонам, которые выделяются этим органом.

Заболевания поджелудочной железы

Панкреатит – серьезное заболевание, которое требует правильного лечения

Для всех патологий поджелудочной железы характерно нарушение пищеварения. Самое распространенное заболевание, которое затрагивает поджелудочную железу – панкреатит. Это тяжелое воспалительное заболевание, при котором протоки железы сдавливаются, и скапливаемый сок переваривает ткани органа.

Для панкреатита характерна распирающая боль в животе, рвота с примесью желчи, бледность кожи, признаки интоксикации, пятна в виде кровоизлияний на животе и др.

Хроническая форма панкреатита указывает на прогрессирование заболевания, и нормальная ткань органа замещается соединительной. Основной причиной перехода панкреатита в хроническую форму является злоупотребление спиртными напитками. Характеризуется острыми периодами и ремиссией.

Более серьезной патологией является рак поджелудочной железы.

К предраковым состояниям относят кисту, доброкачественные опухоли, хронический панкреатит. В большинстве случаев протекает бессимптомно и видимых проблем с пищеварением не возникает.

Однако с прогрессированием заболевания появляется боль, отдающая в спину, с наступлением ночи. К тому же развивается желтуха, снижается аппетит, кал становится обесцвеченным. Важнейшее значение в профилактике и лечении патологий поджелудочной железы лежит диетическое питание. Такой категории лиц следует употреблять определенные продукты.

Полезное видео — Первые признаки заболеваний поджелудочной железы:

Диетическое питание не должно включать употребление жирных сортов рыбы, жирных бульонов, пряностей, шоколада, кислых яблок, грибов, алкогольных напитков. Все блюда следует готовить на пару или варить без добавления специй. В рационе должна присутствовать здоровая пища и питаться следует не менее 4-5 раз в сутки. Своевременное обращение к врачу, правильное питание и здоровый образ жизни — всё это поможет предупредить развитие многих заболеваний.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

41.Гормоны поджелудочной железы

Для поджелудочной железы характерным является клеточный полиморфизм. Выявлены четыре типа клеток железы, каждый из которых вырабатывает определенный гормон: а-клетки, (3-клетки, 8-клетки, F-клетки. Все гормоны поджелудочной железы являются пептидами или белками. Островки Лангерганса поджелудочной железы.

секретируют инсулин, глюкагон, соматостатин, панкреатический полипептид. Уровень глюкозы в крови поддерживается сравнительно постоянным. Глюкоза в органах и тканях трансформируется в глюкозо-6-фосфат, ключевой посредник, который может быть направлен на синтез гликогена, на синтез энергии по пути гликолиза, на окисление по пентозному пути. Судьба глюкозо-6-фосфата определяется действием двух гормонов поджелудочной железы — инсулина и глюкагона. Высокий уровень глюкозы приводит к увеличению секреции инсулина, а низкий уровень глюкозы стимулирует секрецию глюкагона.

Инсулин. Это первый белковый гормон, полученный в 1925 г. в кристаллическом виде и с выясненной Сэндже- ром в 1953 г. аминокислотной последовательностью. Он синтезируется (5-клетками железы в форме проинсулина (84 аминокислотных остатка), а затем в результате протео- лиза с отщеплением С-пептида из 33 аминокислотных остатков переходит в активную форму. В настоящее время инсулин синтезирован химическим путем и методом генной инженерии. Молекула инсулина состоит из двух по- липептидных цепей (А и В) с 21 и 30 аминокислотами соответственно, связанных двумя дисульфидными связями. В тетрамере инсулина обнаружено 2 молекулы цинка. Молекулярная масса инсулина — 5700. Инсулин в крови не связан с транспортными белками, а поэтому его период полураспада составляет лишь 3-5 мин. Связывание инсулина с его рецепторами на поверхности клеток-мишеней (печень, жировая ткань) без проникновения внутрь клетки вызывает образование в ней вторичных посредников, что приводит к активизации ферментов внутри клетки уже через несколько секунд или часов. В регуляции синтеза инсулина определенную роль играет концентрация глюкозы в крови. 107

. чувствительна к действию гормона, чем клетки печени. Инсулин — единственный гормон, способный понижать уровень сахара в крови, тогда как целый ряд других гормонов в организме повышают уровень сахара в крови. Инсулин — важнейший анаболитический агент в печени, жировой ткани, мышцах. Эти эффекты объясняются усилением образования АТФ, НАДФН (+Н+). Важнейший источник энергии в клетках — аэробный гликолиз и последующее окисление промежуточных продуктов в цикле трикарбоновых кислот. Указанные процессы усиливаются за счет влияния инсулина на клеточные ферменты гликолиза. Понижение в печени активности фермента фрук- тозо-1,6-дифосфатазы и пируваткарбоксилазы приводит к снижению глюконеогенеза.

Глюкагон. Это полипептид с молекулярной массой около 3600-4200, в своем составе содержит 29 аминокислот. Он синтезируется в а-клетках поджелудочной железы в форме проглкжагона в ответ на низкий уровень глюкозы в крови. В плазме крови он не связан с белками, и период полураспада его составляет несколько минут. Печень и почки быстро инактивируют глюкагон. Клетки печени — основные мишени гормона. Действие глюкагона прямо противоположно эффектам инсулина.

Панкреатический полипептид. Он включает 36 аминокислот с молекулярной массой 4200 и является продуктом F-клеток поджелудочной железы. Панкреатический полипептид способен активизировать ферменты пищеварительного тракта, поджелудочной железы. Можно полагать, что клетками-мишенями для этого гормона являются клетки всех отделов желудочно-кишечного тракта. Биохимические процессы, связанные с панкреатическим полипептидом, не выяснены. При диабете выявлена гиперплазия синтезирующих полипептид клеток.

Соматостатин. Впервые выделен из гипоталамуса. Это циклический пептид из 14 аминокислот, синтезируемый также в 8-клетках поджелудочной железы вначале в форме прогормона из 28 аминокислот. Соматостатин обнаружен и в разных отделах пищеварительного тракта.

42Гормоны паращитовидных желез

Паращитовидные железы синтезируют и выделяют паратгормон. Паратгормон — белок с молекулярной массой около 9000-9500, содержащий 84 аминокислотных остатка, период полураспада его составляет несколько минут. Паратгормон вырабатывается железой в форме прогормона (90 аминокислот), который с потерей гексапептида переходит в активную форму.

Паратгормон оказывает прямое воздействие на функцию почек, вызывая увеличение экскреции фосфора (при отсутствии паратгормона фосфор реабсорбируется почками). Увеличение экскреции фосфора почками приводит к снижению концентрации этого элемента в крови. Дефицит паратгормона в организме приводит к значительному снижению уровня кальция в крови. Регуляция кальция во внеклеточной жидкости осуществляется кальцитонином, витамином Д (кальцитриол) и паратгормоном. Их органами- мишенями является кишечник, почки, костная ткань.

аратгормон связывается с рецепторами мембран почек и костей с последующей активацией аденилатциклазной системы с образованием цАМФ. Постоянство уровня кальция в крови животного поддерживается главным образом кальцитонином щитовидной железы и паратгормоном па- ращитовидной железы.

43. Мозговой слой надпочечников служит продолжением симпатической нервной системы — это специализированный ганглий, лишенный продолжения в виде аксона. Хро- мафинные клетки мозгового вещества надпочечников вырабатывают из тирозина гормоны, содержащие в своей структуре катехол, а поэтому названные катехоламинами — адреналин и норадреналин.

На долю адреналина приходится около 80% всех катехоламинов. Адреналин и норадреналин также синтезируются симпатической нервной системой и рассматриваются как симпатические нейромедиаторы.

44Катехоламины транспортируются в хромафинные гранулы белками-транспортерами. Поток кальция на нервное окончание обеспечивается деполяризацией потенциала. «Кислый» белок хромогранин образует при этом комплекс с положительно заряженными катехоламинами. Действие катехоламинов прекращается Ма+-зависимым транспортным белком, который удаляет их из синаптической области и транспортирует в клетки, их использующие.

Основным органом, где происходит распад катехоламинов за счет реакций метилирования, окислительного дезаминирования, синтеза парных соединений, является печень.Адреналин мобилизует гликоген печени, по крайней мере, тремя различными механизмами. Во-первых, через стимуляцию глюкагона. Во-вторых, адреналин связывается с рецепторами на поверхности клеток печени, что приводит к образованию цАМФ, производного АТФ. Гормон не поступает в клетки печени, а все его эффекты опосредованы цАМФ. Адреналин служит, как и глюка- гон, первым «сигнальным посредником» (от одной клетки к другой), а цАМФ выступает как второй «сигнальный посредник» (внутри клетки). Увеличение уровня цАМФ приводит к повышению активности аденилатцик- лазы. В процессе активации аденилатциклазы необходимо дополнительно участие ГТФ. Гуанил-нуклеотид — связывающий белок является посредником в процессе активации и получил название G-белка. Вероятно, активированный рецептор стимулирует G-белок, который’и передает стимулирующий сигнал на аденилатциклазу. В третьих, мембраны клеток печени имеют другие места связывания адреналина — а-адренэргические рецепторы. Взаимодействие этих рецепторов с адреналином приводит к образованию инозитол-трифосфата, который стимулирует реализацию Са2+ из внутриклеточных запасов (эндоплазма- тический ретикулум), что вызывает активацию различных фосфорилаз, прежде всего — фосфорилазы гликогена. В скелетных мышцах адреналин создает условия для повышения уровня глюкозо-6-фосфата, необходимого для гликолиза. АТФ, получаемый в результате гликолиза, используется затем в обменных процессах при стрессовых ситуациях организма.

Половые железы (яичники у самок и семенники у самцов) синтезируют, как и кора надпочечников, множество стероидных структур. Следует отметить, что в женских половых железах имеет место незначительный синтез мужских половых гормонов, а в мужских половых железах синтезируются некоторые количества женских половых гормонов.

Основная функция половых гормонов — обеспечение развития, роста, регуляция репродуктивной системы. Половые гормоны классифицируются в соответствии с их биологической активностью. Андрогены — мужские половые гормоны, их структура включает 19 атомов углерода. Эстрогены — женские половые гормоны, их структура включает 18 атомов углерода и одно ароматическое ядро, а также прогестерон, представляющий собой C2i — стероид.

Мужские половые гормоны (андрогены)

Андрогены продуцируются в основном в клетках Лейдига семенников, в небольшом количестве — в яичниках, в коре надпочечников животных обоих полов. Андрогены влияют на развитие, поддержание и функции мужских репродуктивных органов, на развитие вторичных половых признаков. Андрогены оказывают широкое влияние на весь организм, а также на отдельные специфические ткани. Они оказывают выраженную анаболическую активность, приводящую к усвоению азота, увеличению мышечной и костной массы.

Андрогены определяют формирование костной ткани и прекращение роста костей после полового созревания. Влияя на нервную систему, андрогены определяют характерное половое поведение. Рецепторные места для андрогенов выявлены в мозге, мышцах и других тканях.

Основной мужской половой гормон — тестостерон (от лат. testis — семенник), а из мочи самцов выделяют андро- стерон, который является продуктом распада тестостерона.

Синтез и выделение андрогенов железами происходит непрерывно. В крови тестостерон связан с (3-глобулина- ми. Тестостерон значительно активнее андростерона и легко проходит в ядра клеток, где находит соответствующий рецептор. Можно рассматривать тестостерон как прогормон, так как он превращается в активное соединение — 5-а-дигидротестостерон в различных тканях вне семенников. Получил распространение в практике лечения недостаточностей мужских половых желез препарат метилтесто- стерон. Тестостерон-пропионат, эфир тестостерона, обладает более длительным биологическим действием, чем нативный гормон, так как медленнее рассасывается в тканях.

46Женские половые гормоны — эстрогены и прогестерон, синтез которых протекает в яичниках, плаценте, надпочечниках в возрастающих количествах во второй стадии беременности и носит циклический характер.

Наиболее активные эстрогены (от греч. oistros — страстное влечение) — эстрадиол, эстрон — образуются в яичниках, тогда как плацента образует как эти стероиды, так и эстриол. Основная функция гормонов яичников — подготовка женской половой системы к размножению: созревание примордиальных зародышевых клеток, развитие тканей для имплантации бластоцисты, контроль времени овуляции, обеспечение регуляции родов и лактации. Они способствуют также росту и дифференцировке молочных желез, синтезу белков, задержке воды в тканях и определяют телосложение женского типа.

Для молекул всех трех нативных эстрогенов (стероиды состоят из 18 атомов углерода) свойственно наличие фенольного кольца с гидроксигруппой в положении 3 и ме- тильной группой в положении 18. Их предшественником является холестерол.

Эстрогены оказывают эффекты на основные обмены веществ организма, включая усиление липогенеза в жировой ткани, синтез ряда белков в печени, включая трансферрин, церуло- плазмин. Эстрогены, подобно андрогенам, оказывают влияние на формирование костной ткани, на сердечно-сосудистую систему, на процесс свертывания крови. Места рецепторов для эстрадиола выявлены в матке, влагалище, молочной железе, мозге и в других тканях-мишенях. Образование эстрогенов находится под контролем гипоталамуса и фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормона передней доли гипофиза.

Другим женским половым гормоном является прогестерон, продукцию которого стимулирует только ЛГ. Это гормон желтого тела яичника и плаценты. Он необходим для фиксации оплодотворенного яйца к слизистой матки и для развития эмбриона в первой половине беременности, стимулирует развитие ткани молочной железы. Органом-мишенью для прогестерона является и яйцевод кур, где он стимулирует синтез специфического белка-авидина. В период беременности холе- стерол крови является основным предшественником прогестерона в плаценте. Корова считается беременной, если концентрация прогестерона составляет 1-2 нг/мл крови. В норме продукция прогестерона составляет 3-5 мг в сутки, тогда как в конце беременности его количество достигает 30-50 мг в сутки. Поэтому прогестерон рассматривается как гормон беременности. В плазме крови прогестерон циркулирует в виде комплекса с белком транскортином.

Во время беременности животного функционирует плацента, которая продуцирует хорионический гонадотропин, глюкопротеин с молекулярной массой 100 тысяч. Он обладает активностью ЛГ, но имеет иную аминокислотную последовательность и иммунологически отличается от ЛГ. Его основная функция — поддержать существование желтого тела до тех пор, пока плацента начнет синтез прогестерона (C2i). В плаценте синтезируются также и эстрогены.

Определенные запасы эстрогенов и прогестерона имеются в жировой ткани. Эти стероиды имеют также явную печеночно-кишечную циркуляцию, они быстро появляются в желчи в конъюгированной форме и подобно холестерину, поступают в кишечник, реабсорбируясь через воротную вену обратно в печень. В отличие от этих гормонов, андрогены и адренокортикоиды экскретируются в восстановленной форме в мочу.

Для получения женских половых гормонов используют мочу жеребых кобыл. В ветеринарной практике находит применение синтетический препарат синэстрол, обладающий эстрогенной активностью.

47ГОРМОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ТИМУСА

Известно, что в тимусе (thymus) из поступающих в него стволовых клеток костного мозга дифференцируются и созревают субпопуляции Т-лимфоцитов, обладающих хелперной, супрессорной или киллерной активностью. В процессе пролиферации и дифференцировки под влиянием веществ, выделяемых тимусом, образуются сначала предшественники — лимфоциты тимуса, а из них — Т-лимфоциты, поступающие в кровь. Тимус (вилочковая железа) рассматривается как центральный лимфоидный орган. За последние десятилетия было убедительно показано, что удаление тимуса у новорожденных животных сопровождается быстрым снижением роста, уменьшением числа лимфоидных клеток и неспособностью к иммунологическим реакциям.

Из тимуса выделены пять биологически активных факторов: тимозин, гомеостатический тимусный гормон, тимопо- этин I, тимопоэтин И, тимусный гуморальный фактор. Определена их молекулярная масса и установлена химическая структура. Все они являются полипептидами.

Синтезируемые и выделяемые тимусом гормоны влияют на скорость развития и созревания лимфоидных клеток. Так, тимозин участвует в превращении стволовых лимфоидных клеток в иммунологически компетентные Т-лимфоциты. В присутствии тимозина и антигенной стимуляции появляются «обученные» Т-лимфоциты. Тимопоэтин I и тимопоэтин II индуцируют дифференциацию Т-клеток, способствуют их созреванию и обучению в тимусе, усиливают активность лимфоцитов на различные митогены. Нарушения функции тимуса в раннем постнатальном периоде приводят к ослаблению или отсутствию как клеточного, так и гуморального иммунитета.

Выработка гормонов тимусом контролируется непосредственно гипофизом или косвенно через гормоны щитовидной железы, коры надпочечников, половые гормоны. Следует учитывать, что лимфоидная ткань является мишенью не только для гормонов тимуса, но и для гормонов ряда других эндокринных желез. Поэтому в случае удаления тимуса во взрослом организме нарушения иммунологической реактивности наблюдаются через значительный промежуток времени. Кроме того, способные к иммунологическому ответу лимфоидные клетки существуют довольно долго.

Хотя в целом итоговый эффект гормонов тимуса заключается в обеспечении иммунологической реактивности организма, наличие нескольких гормонов этой эндокринной железы не является случайным. Это объясняется тем, что популяция лимфоидных клеток неоднородна и разные гормоны оказыва-ют влияние на определенный подкласс этих клеток. Вероятно, что каждый гормон тимуса имеет свою специфичность на клетки-мишени.

В настоящее время ряд биологически активных препаратов, полученных из тимуса (тималин), или их синтетические аналоги (тимоген) с успехом используются в ветеринарной практике для коррекции тимусзависимых первичных и вторичных иммунодефицитных состояний.

Фабрициева сумка (Bursa fabricii) — лимфоэпителиальный орган, расположенный в задней части клоаки у птиц. Открыта Джероламо Фабрицием.

Представляет собой кожистое мешковидное углубление, открывающееся в самую нижнюю часть клоаки птиц со спинной стороны. Фабрициева сумка хорошо развита у всех молодых птиц до наступления половой зрелости, подвергается редукции у взрослых (в возрасте 8-9 мес) (за исключением нанду).

Стенка сумки состоит из перитонеального покрова, слоя неправильно перекрещивающихся гладких мышечных волокон и слизистой оболочки, в толще которой залегают замкнутыефолликулы. Просвет сумки выстлан цилиндрическим эпителием, подобным эпителию кишечника. Непосредственно за эпителиальным слоем располагаются узелки (дольки), общее строение которых напоминает организацию долек тимуса. Кора представлена в основном плотным скоплением малых лимфоцитов. Более светлое мозговое вещество включает большие лимфоциты, плазматические клетки, макрофаги, гранулоциты, ретикулярные клетки. Эпителиальные клетки органа образуют сеть, переходящую в эпителиальные покровы просвета органа. В отличие от тимуса и других лимфоидных органов, в узелках сумки корковый слой отделен от медуллярного основной мембраной.

В середине 60-годов утвердилось мнение, что Фабрициева сумка выполняет роль центрального органа иммунитета, являясь поставщиком В-клеток для периферии. Были предприняты даже попытки найти аналогичный орган у млекопитающих, исключая костный мозг. Действительно, фабрициева сумка является местом активного образования антителопродуцентов. Однако исключительность этого органа для В-системы иммунитета не подтвердилась

48 полисахаридов. Этот фермент не атакует 1,6-гликозидные связи полисахаридов и гидролизует лишь небольшую чжпь углеводов, что важно для молодняка. Однако корма находятся в ротовой полости кратковременно, поэтому этот процесс не имеет большого значения для взрослых животных. К тому же есть данные, что у некоторых видов животных амилаза слюны вообще отсутствует.

Затем углеводы поступают в желудок, где амилолити- ческие ферменты отсутствуют, а амилаза слюны в кислой среде желудочного сока (pH = 1,5-2,0) теряет свою активность. Последующий гидролиз полисахаридов, олигосахаридов и дисахаридов происходит в тонком кишечнике, где амилолитическая активность обусловлена поджелудочной а-амилазой. Щелочной сскрст поджелудочной желряы (pH = 7,5-8,0) и желчи нейтрализует желудочное содержимое и обеспечивает ему щелочной характер, необходимый ДЛЯ Проявлен И И ик тИКНОГ.ТИ фСрМСПТОЕ поджслудоч- iioii железы и кишечного еока. Панкреатическая амилаза расщепляет крахмал и гликшен с. образованием дисахари да мальтозы, трнсахарида мн.мк’РОтриоаы и декстринов, со держащих в среднем до 8 мо.ч«кул глюкозы, объединенных а-1.б-глшеозидными связями. Под влиянием а-глюкозида зы (мальтазы) в щеточной кайме эпителия слизистой оболочки кишечника (пристеночное нищенйрение) мальтоза распадается на две молекулы глюкозы. и-1,С-гликозид- ные связи крахмала и гликогена расщепляются под действием амило-1,б-глюкозидазы и олиго-1,6-глюкпвидязы. Дисахарид лактоза расщепляется под влиянием р-гнлак- тозидяям (лактаяы) на глюкозу и галактозу. Сахароза под влиянием сахаразы распадается па глюкозу и фруктозу. Окончательный гидролиз углеводов приводит к образованию моносахнри/вж. Hei идролизоваппые дисахариды и полисахариды не могут абсорбироваться в тонком кишечнике и поступают в толстый кишечник, где подвергаются воздействию бактериальных ферментов с образованием молочной кислоты, низкомолекулярмых жирных кислот

У жвачных лсивотных кормовые массы в иреджелуд- ках перетираются, а затем отрыгиваются в ротовую по- iHH-.ih. где подвергаются воздействию слюны и обратпоступают в преджелудки. В преджелудках клетчатка расщепляется под влиянием ферментов микрофлоры, насчитывающей до 150 видов бактерий, с разрывом Р-гликозид- ных связей, образуя молекулы глюкозы. Последние, подвергаясь различным видам брожения, образуют жирные кислоты — уксусную (70%), пропионовую (18%), масляную (8%) и другие, называемые «летучими жирными кислотами» (ЛЖК), а также газы, на долю которых приходится: С02 (60-70%), СН4 (25%).

Глюкоза вначале трансформируется в молочную кислоту, которая превращается в уксусную и пропионовую кислоты:

глюкоза молочная кислота

-► СНз—СООН + 2СН3—СН2—СООН + Н20 + С02

уксусная кислота пропионовая кислота

В обычных условиях кормления в рубце лактирующей коровы в течение суток образуется 2,5-5 кг ЛЖК, в рубце овцематки — 0,2—0,5 кг этих кислот.

Превращение основной массы полисахаридов (клетчатки) в преджелудках у жвачных животных в ЛЖК объясняет факт более низкой концентрации глюкозы в крови у этих видов животных по сравнению с другими видами. Большая часть ЛЖК всасывается в кровь из полости многокамерного желудка, тогда как в течение суток у коровы из кишечника в кровь поступает не более нескольких граммов глюкозы. В то же время глюкоза нужна животному как клеточное топливо для мозга, других органов и тканей, а также как предшественник для синтеза лактозы в период лактации. Откуда же берется глюкоза у коровы, если полисахариды почти полностью метаболизируют у нее до ЛЖК? Эта потребность покрывается за счет участия ЛЖК в процессе глюконеогенеза, протекающего очень интенсивно в печени по схеме:

Пропионат —> сукцинат -» малат —> глюкоза -» гликоген

ЛЖК у жвачных животных поставляют до 70% всей необходимой организму энергии.

этому сахара молока поступают прямо в сычуг и тонкий кишечник.

Продукты гидролиза полисахаридов в основном в форме D-глюкозы, D-галактозы и D-фруктозы в тонком кишечнике хорошо всасываются на основе двух механизмов: Ка+-зависимого трансмембранного активного транспорта с помощью Ка+-К+-АТФазы и Ка+-независимого трансмембранного переноса облегченной диффузии с участием специальных переносчиков. Активный транспорт глюкозы и галактозы осуществляется при участии специальных белков мембран микроворсинок и ионов натрия. За счет ворсинок и микроворсинок площадь кишечника составляет огромную всасывающую поверхность. При повышении внеклеточной концентрации ионов натрия усиливается транспорт глюкозы. Трансмембранный транспорт ионов натрия требует затраты АТФ. Активный транспорт глюкозы и галактозы объясняет большую их скорость всасывания по сравнению с фруктозой и пентозами. Глюкоза является основным моносахаридом в крови животных.

Анаэробный гликолиз представляет запасной путь, способный дать две молекулы АТФ, основного соединения макроэргического метаболизма тканей, из молекулы глюкозы при отсутствии молекулярного кислорода. Это значит, что когда в тканях имеется дефицит кислорода, уровень АТФ может еще поддерживаться, по крайней мере, на короткое время, за счет гликолиза. Так, при рождении животного во всех органах, за исключением мозга, циркуляция крови снижается и энергетика тканей обеспечивается за счет гликолиза до восстановления нормальной циркуляции крови. Это экономит кислород для мозга.

Анаэробный гликолиз — это стадия окисления глюкозы, в которой кислород не является необходимым в клетках и его присутствие может косвенно угнетать процесс. Учитывая, что клетки содержат митохондрии, конечным продуктом гликолиза в присутствии кислорода в первую очередь является пируват, а не молочная кислота. Пирови- ноградная кислота затем может быть полностью окислена в аэробных условиях до С02 и Н20 за счет ферментов митохондрий. Гликолиз при этом служит подготовительным механизмом для полного аэробного окисления глюкозы.

Важность гликолиза установлена для функционирования мозга, имеющего абсолютную потребность в глюкозе, окисление которой протекает через аэробный гликолиз и цикл Кребса до С02 и Н20 в митохондриях клеток. В других тканях гликолиз является основным механизмом продукции АТФ. В частности, эритроциты имеют мало митохондрий, а значит, они не способны активно превращать пиро- виноградную кислоту в С02 и Н20. Роговица, хрусталик глаза имеют недостаток циркуляции крови, число митохондрий, поэтому для них гликолиз важен как источник энергии. Мозговая доля почек, тестикулы, лейкоциты, белые мышечные волокна также в целом зависят от гликолиза, источника АТФ (они сравнительно бедны митохондриями).

В присутствии достаточного количества кислорода глюкоза полностью окисляется до С02 и Н20 (С6Н120б + 602 -» —> 6С02 ■+* 6Н20 + 38АТФ) посредством большого числа взаимосвязанных реакций. Однако эти реакции приводят

Первая реакция гликолиза — гексокиназная, протекающая в цитозоле клетки, в которой глюкоза переходит в активное состояние — в глюкозо-6-фосфат. Реакция протекает с участием фермента гексокиназы. Гексокиназа — своеобразный клапан, снижающий чрезмерно высокий уровень свободной глюкозы в крови, поскольку глюкоза- 6-фосфат не может преодолеть клеточную мембрану и остается в цитоплазме клетки, т. е. «запирается» в клетке. Эта реакция, использующая одну макроэргическую фосфатную связь АТФ, необратима в условиях клетки:

Первой ферментативной реакцией гликолиза является фосфорили-рование, т.е. перенос остатка ортофосфата на глюкозу за счет АТФ. Реакциякатализируется ферментом гексокиназой:

Образование глюкозо-6-фосфата в гексокиназной реакции сопровождается освобождением значительного количества свободной энергии системы и может считаться практически необратимым процессом.

Наиболее важным свойством гексокиназы является ее ингибирование глюкозо-6-фосфатом, т.е. последний служит одновременно и продуктомреакции, и аллостерическим ингибитором.

Фермент гексокиназа способен катализировать фосфорилирование не только D-глюкозы, но и других гексоз, в частности D-фруктозы, D-маннозы и т.д. В печени, кроме гексокиназы, существует фермент глюкокиназа, который катализирует фосфорилирование только D-глюкозы. В мышечной тканиэтот фермент отсутствует (подробнее см. главу 16).

Второй реакцией гликолиза является превращение глюкозо-6-фос-фата под действием фермента глюкозо-6-фосфат-изомеразы во фруктозо-6-фосфат:

Эта реакция протекает легко в обоих направлениях, и для нее не требуется каких-либо кофакторов.

Третья реакция катализируется ферментом фосфофруктокиназой; образовавшийся фруктозо-6-фосфат вновь фосфорилируется за счет второймолекулы АТФ:

Данная реакция аналогично гексокиназной практически необратима, протекает в присутствии ионов магния и является наиболее медленно текущейреакцией гликолиза. Фактически эта реакция определяет скорость гликолиза в целом.

Фосфофруктокиназа относится к числу аллостерических ферментов. Она ингибируется АТФ и стимулируется АМФ . При значительных величинах отношения АТФ/АМФ активность фосфофруктокиназы угнетается и гликолиз замедляется. Напротив, при снижении этого коэффициента интенсивность гликолиза повышается. Так, в неработающей мышце активность фосфофруктокиназы низкая, а концентрация АТФ относительно высокая. Во время работы мышцы происходит интенсивное потребление АТФ и активность фосфофруктокиназы повышается, что приводит к усилению процесса гликолиза.

Четвертую реакцию гликолиза катализирует фермент альдолаза. Под влиянием этого фермента фруктозо-1,6-бисфосфат расщепляется на две фосфотриозы:

Эта реакция обратима. В зависимости от температуры равновесие устанавливается на различном уровне. При повышении температуры реакциясдвигается в сторону большего образования триозофосфатов (дигидро-ксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата).

Пятая реакция – это реакция изомеризации триозофосфатов. Катализируется ферментом триозофосфатизомеразой:

Равновесие данной изомеразной реакции сдвинуто в сторону дигид-роксиацетонфосфата: 95% дигидроксиацетонфосфата и около 5% глице-ральдегид-3-фосфата. В последующие реакции гликолиза может непосредственно включаться только один из двух образующихся триозофосфатов, а именно глицеральдегид-3-фосфат. Вследствие этого по мере потребления в ходе дальнейших превращений альдегидной формы фосфотриозы ди-гидроксиацетонфосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат.

Образованием глицеральдегид-3-фосфата как бы завершается первая стадия гликолиза. Вторая стадия – наиболее сложная и важная. Она включает окислительно-восстановительную реакцию (реакция гликолитической оксидоредукции), сопряженную с субстратным фосфорилированием, в процессе которого образуется АТФ.

В результате шестой реакции глицеральдегид-3-фосфат в присутствии фермента глицеральдегидфосфатдегидрогеназы, кофермента НАД инеорганического фосфата подвергается своеобразному окислению с образованием 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты и восстановленной формы НАД (НАДН). Эта реакция блокируется йод- или бромацетатом, протекает в несколько этапов:Р

1,3-Бисфосфоглицерат представляет собой высокоэнергетическое соединение (макроэргическая связь условно обозначена знаком «тильда»

). Механизм действия глицеральдегидфосфатдегидрогеназы сводится к следующему: в присутствии неорганического фосфата НАД+ выступает как акцептор водорода, отщепляющегося от глицеральдегид-3-фосфата. В процессе образования НАДН глицеральдегид-3-фосфат связывается смолекулой фермента за счет SH-групп последнего. Образовавшаяся связь богата энергией, но она непрочная и расщепляется под влияниемнеорганического фосфата, при этом образуется 1,3-бисфосфоглицериновая кислота.

Седьмая реакция катализируется фосфоглицераткиназой, при этом происходит передача богатого энергией фосфатного остатка (фосфатной группы в положении 1) на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфогли-цериновой кислоты (3-фосфоглицерат):

Таким образом, благодаря действию двух ферментов (глицеральде-гидфосфатдегидрогеназы и фосфоглицераткиназы) энергия, высвобождающаяся при окислении альдегидной группы глицеральдегид-3-фосфата до карбоксильной группы, запасается в форме энергии АТФ. В отличие отокислительного фосфорилирования образование АТФ из высокоэнергетических соединений называется субстратным фосфорилированием.

Восьмая реакция сопровождается внутримолекулярным переносом оставшейся фосфатной группы, и 3-фосфоглицериновая кислота превращается в 2-фосфоглицериновую кислоту (2-фосфоглицерат)

Девятая реакция катализируется ферментом енолазой, при этом 2-фосфоглицериновая кислота в результате отщепления молекулы водыпереходит в фосфоенолпировиноградную кислоту (фосфоенолпируват), а фосфатная связь в положении 2 становится высокоэргической:

Енолаза активируется двухвалентными катионами Mg2+или Мn2+ и ингибируется фторидом.

Десятая реакция характеризуется разрывом высокоэргической связи и переносом фосфатного остатка от фосфоенолпирувата на АДФ (субстратноефосфорилирование). Катализируется ферментом пируваткиназой:

Первая реакция катализируется ферментом цит-рат-синтазой, при этом ацетильная группа ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, в результате чего образуется лимонная кислота:

По-видимому, в данной реакции в качестве промежуточного продукта образуется связанный с ферментом цитрил-КоА. Затем последний самопроизвольно и необратимо гидролизуется с образованием цитрата и HS-KoA.

В результате второй реакции образовавшаяся лимонная кислота подвергается дегидратированию с образованием цис-аконитовой кислоты, которая, присоединяя молекулу воды, переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат). Катализирует эти обратимые реакции гидратации–дегидратациифермент аконитатгидратаза (аконитаза). В результате происходит взаимоперемещение Н и ОН в молекуле цитрата:

Третья реакция, по-видимому, лимитирует скорость цикла Кребса. Изолимонная кислота дегидрируется в присутствии НАД-зависимой изо-цитратдегидрогеназы.

В ходе изоцитратдегидрогеназной реакции изолимонная кислота одновременно декарбоксилируется. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим ферментом, которому в качестве специфического активатора необходим АДФ. Кроме того, фермент для проявления своей активности нуждается в ионах Mg2+или Мn2+.

Во время четвертой реакции происходит окислительное декарбокси-лирование α-кетоглутаровой кислоты с образованием высокоэнергетического соединения сукцинил-КоА. Механизм этой реакции сходен с таковым реакции окислительного декарбоксилирования пирувата до ацетил-КоА, α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс напоминает по своей структуре пируватдегидрогеназный комплекс. Как в одном, так и в другом случае вреакции принимают участие 5 коферментов: ТПФ, амид липоевой кислоты, HS-KoA, ФАД и НАД+.

Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтета-зой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического фосфата превращается в янтарную кислоту (сукцинат). Одновременно происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ за счет высокоэргической тиоэфирной связи сукцинил-КоА:

В результате шестой реакции сукцинат дегидрируется в фумаровую кислоту. Окисление сукцината катализируется сукцинатдегидрогеназой, вмолекуле которой с белком прочно (ковалентно) связан кофермент ФАД. В свою очередь сукцинатдегидрогеназа прочно связана с внутренней ми-тохондриальной мембраной:

Седьмая реакция осуществляется под влиянием фермента фума-ратгидратазы (фумаразы). Образовавшаяся при этом фумаровая кислотагидратируется, продуктом реакции является яблочная кислота (малат). Следует отметить, что фумаратгидратаза обладает стереоспецифичностью(см. главу 4) – в ходе реакции образуется L-яблочная кислота:

Наконец, в ходе восьмой реакции цикла трикарбоновых кислот под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходитокисление L-малата в оксалоацетат:

Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление («сгорание») одной молекулыацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД+ и ФАД), перешедшие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. Это окисление осуществляется в системе переносчиков электронов в дыхательной цепи (в цепи дыхательных ферментов), локализованной в мембране митохондрий. Образовавшийся ФАДН2 прочно связан с СДГ, поэтому он передает атомы водорода через KoQ. Освобождающаяся в результате окисления ацетил-КоА энергия в значительной мере сосредоточивается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Из 4 пар атомов водорода 3 пары переносят НАДН на систему транспорта электронов; при этом в расчете на каждую пару в системе биологического окисления образуется 3 молекулы АТФ (в процессе сопряженного окислительного фосфорилирования), а всего, следовательно, 9 молекул АТФ (см. главу 9). Одна пара атомов от сукцинатдегидрогеназы-ФАДН2 попадает в систему транспорта электроновчерез KoQ, в результате образуется только 2 молекулы АТФ. В ходе цикла Кребса синтезируется также одна молекула ГТФ (субстратноефосфорилирование), что равносильно одной молекуле АТФ. Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системеокислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекул АТФ.

ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Поджелудочная железа расположена в брыжейке двенадцатиперстной кишки. Железа осуществляет две важнейшие функции: экзокринную и эндокринную. Большая ее часть (95%) выполняет экзокринную функцию — обеспечение синтеза и секреции пищеварительных ферментов. Эндокринная функция осуществляет секрецию гормонов, участвующих в регуляции различных процессов.

Для поджелудочной железы характерным является клеточный полиморфизм. Островки Лангерганса выделяют четыре типа клеток железы, каждый из которых вырабатывает определенный гормон: а-клетки (секретируют глюкагон), р-клетки (секретируют инсулин), D-клетки (секретируют соматостатин), F-клетки (секретируют панкреатический полипептид).

Уровень глюкозы в крови поддерживается сравнительно постоянным. Глюкоза в тканях трансформируется в глюкозо- 6-фосфат, ключевой посредник, который может быть направлен на синтез гликогена, синтез энергии по пути гликолиза, на окисление по пентозофосфатному пути. Судьба глюкозо-6-фос- фата определяется действием двух гормонов поджелудочной железы — инсулина и глюкагона. Высокий уровень глюкозы в крови приводит к увеличению секреции инсулина, а низкий уровень глюкозы стимулирует секрецию глюкагона.

Инсулин — это первый белковый гормон, полученный в 1925 г. в кристаллическом виде и с выясненной Сэнджером Ф. (Нобелевская премия, 1958, 1981) в 1953 г. аминокислотной последовательностью. М. м. инсулина = 5800. Он синтезируется в форме проинсулина (84 аминокислотных остатка), а затем в результате протеолиза в аппарате Гольджи с отщеплением С-пептида из 33 аминокислотных остатков переходит в активную форму. Таким образом, молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей (А и В) с 21 и 30 аминокислотами соответственно, связанных двумя дисульфидными связями. Из аппарата Гольджи инсулин поступает в везикулы, где связывается с цинком и депонируется в кристаллическом виде в секреторных гранулах (3-клеток.

Под влиянием различных стимулов инсулин освобождается от цинка и поступает по системе воротной вены в печень, где часть инсулина, не разрушенного в печени, остается в свободном виде. Из печени инсулин поступает в клетки-мишени. В крови инсулин не связан с транспортными белками, а поэтому его период полураспада составляет лишь 3-5 мин.

Главным биологическим стимулятором продукции инсулина является глюкоза, вступающая во взаимодействие с рецепторами плазматической мембраны (3-клеток. Связывание инсулина с его рецепторами на поверхности клеток-мишеней (печень, жировая ткань) без проникновения внутрь клетки вызывает образование в ней вторичных посредников, что приводит к активизации ферментов внутри клетки уже через несколько секунд или часов.

Механизм действия инсулина на обменные процессы детально еще не выяснен. При высоком содержании инсулина в крови число рецепторов гормона на поверхности мембран уменьшается и, таким образом, чувствительность тканей-мишеней к инсулину снижается. Жировая клетка, например, содержит 10 тыс. рецепторов, поэтому она более чувствительна к действию гормона, чем клетки печени.

Под влиянием притока к поджелудочной железе большого количества глюкозы секреция инсулина стимулируется: гли- когенсинтаза дефосфорилируется и становится активной, а глюкоза ориентируется на синтез гликогена. Стимуляторами секреции инсулина являются также АКТГ, СТГ, глюкокортикоиды, глюкагон, аминокислоты и другие биологически активные вещества. Соматостатин является ингибитором выделения инсулина. Кроме того, в регуляции секреции инсулина принимают участие парасимпатическая (стимулирует) и симпатическая (подавляет) нервная система. Важную роль в регуляции высвобождения гормона играет блуждающий нерв.

Инсулин — единственный гормон, способный понижать уровень сахара в крови, тогда как целый ряд других гормонов в организме повышает уровень сахара в крови. Во всех органах внутри клеток концентрация глюкозы ниже, чем вне клетки.

Инсулин облегчает диффузию глюкозы и аминокислот внутрь клеток, а в клетках печени способствует усилению фосфорилирования глюкозы. В результате фосфорилирования внутри клеток поддерживается низкий уровень свободной глюкозы, что усиливает приток глюкозы внутрь клеток. Внутри клеток инсулин усиливает гликолиз, синтез липидов, белков, гликогена, ингибирует липолиз. Все это приводит к снижению концентрации глюкозы в крови животного.

Инсулин — важнейший анаболический агент в печени, жировой ткани, мышцах. Эти эффекты объясняются усилением образования АТФ, НАДФН + Н + . Основной источник энергии в клетках — аэробный гликолиз, реакции которого активируются за счет влияния инсулина на клеточные ферменты этого процесса. Понижение в печени активности фермента фруктозо-1,6-дифосфатазы и пируваткарбоксилазы приводит к снижению глюконеогенеза.

Инсулин оказывает влияние на обмен липидов. Запасы липидов в организме увеличиваются за счет стимуляции транспорта глюкозы в клетки жировых депо, где глюкоза используется для синтеза триглицеридов. Инсулин ингибирует гормончувстви- тельную липазу, которая обеспечивает гидролиз триглицеридов жировых депо, в результате уровень жирных кислот в крови снижается.

После приема животным кормов инсулин усиливает синтез жирных кислот:

  • • путем активации аэробного гликолиза и образования аце- тил-КоА митохондрий, что повышает концентрацию в цитоплазме цитрата и ацетил-КоА;
  • • за счет прямой активации ацетил-КоА карбоксилазы, начального фермента синтеза жирных кислот;
  • • за счет усиления образования НАДФН2 в пентозофосфат- ном пути.

Недостаток синтеза инсулина вызывает развитие в организме сахарного диабета (Diabetes mellitus) с признаками гипергликемии, глюкозурии, полиурии. Диабет характеризуется нарушениями метаболизма углеводов, жиров, белков. Гипергликемия при сахарном диабете связана с недостатком транспорта глюкозы внутрь клеток в силу снижения активности инсулина и высокой степени глюконеогенеза, так как действие глюкаго- на не сдерживается инсулином.

При инсулиновой недостаточности происходит усиление липолиза. Усиленный липолиз приводит к повышению уровня свободных жирных кислот и глицерина в крови и печени. Свободные жирные кислоты являются источником синтеза кетоновых тел, которые, накапливаясь, способствуют развитию ацидоза, усиливают тканевую гипоксию. Гепатоциты инфильтрируются продуктами жирового обмена, и создаются условия для развития жировой инфильтрации печени (диабетический стеатез).

При дефиците инсулина активируется глюконеогенез под действием глюкагона и гликогенолиз. Для синтеза глюкозы используются аминокислоты, образующиеся при усилении распада тканевых белков, в результате уровень белков в тканях снижается. В процессе глюконеогенеза активно используется аланин, поэтому в крови увеличивается содержание аминокислот с разветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин), утилизация которых мышечной тканью снижается. Таким образом, возникает гипергликемия и накопление продуктов распада белков — мочевины, азота, развивается гиперазотемия.

Инсулин также оказывает влияние на процессы репликации и транскрипции более чем 100 специфических мРНК в печени, сердечной и скелетных мышцах, жировой ткани, участвуя таким образом в клеточной пролиферации и дифференцировке. Инсулин ускоряет фосфорилирование белков, которые регулируют транспорт метаболитов и транскрипцию более 60 генов.

Вследствие гипергликемии происходит перераспределение воды в тканях, выход жидкости из клеток в кровяное русло, что приводит к тканевой дегидратации. Повышение уровня жирных кислот в печени вызывает усиление синтеза триглицеридов, липопротеинов, провоцируя ожирение печени.

В норме инсулин способствует транспорту аминокислот в клетки и синтезу белков. Однако у диабетиков повышение уровня аланина способствует усилению глюконеогенеза и гипергликемии. Повышение использования аминокислот приводит к увеличению синтеза мочевины в печени. В конечном счете усиление катаболизма аминокислот приводит к отрицательному азотистому балансу. При введении в организм инсулина указанные нарушения исчезают. При этом следует учитывать, что действие гормона по времени ограничено.

В настоящее время инсулин синтезирован химическим путем и методом генной инженерии. Препараты инсулина получают из поджелудочных желез свиней и крупного рогатого скота. По аминокислотному спектру из инсулинов животного происхождения наиболее близки к человеческому свиной и китовый инсулины, обладающие меньшей антигенной активностью. Человеческий инсулин впервые был получен в 1965 г., а его промышленный синтез осуществлен в 1980 г. Сегодня существуют два способа промышленного получения инсулина: биосинтетический и полусинтетический. Биосинтетический инсулин синтезирован путем генной инженерии (с использованием Е. coli), а полусинтетический препарат получают путем замены аланина в 30-ом положении В-полипептидной цепи молекулы инсулина свиньи на треонин.

По продолжительности действия инсулины подразделяются на инсулины короткого (6-8 ч), промежуточного (10-12 ч) и длительного действия (8-22 ч). К наиболее частым осложнениям, вызываемым введением инсулина, относятся гипогликемия, аллергические реакции. Явления гипогликемического шока наступают при снижении концентрации глюкозы в крови человека до 45-50 мг%.

Глюкагон — это полипептид, м. м. = 3600-4200, содержит 29 аминокислотных остатков. Синтезируется в а-клетках островков Лангерганса в форме проглюкагона в ответ на низкий уровень глюкозы в крови. В крови глюкагон не связан с белками- транспортерами и период его полураспада составляет 3-5 мин. Печень и почки быстро инактивируют глюкагон. Клетки печени — основные мишени глюкагона. Действие глюкагона прямо противоположно эффектам инсулина.

Первостепенное действие глюкагона — активация цАМФ- зависимой фосфорилазной системы печени с превращением гликогена в глюкозу, которая поступает в кровь. Клетки печени содержат фермент глюкозо-6-фосфорилазу и могут обеспечивать поступление свободной глюкозы в кровь. Мышечная и другие ткани имеют дефицит этого фермента, а поэтому не способны к «экспорту» глюкозы. Глюкагон также усиливает глюконеогенез в печени за счет активации ряда ферментов и увеличения в печени концентрации предшественников глюкозы.

Глюкагон снижает активность пируваткиназы и ацетил- КоА-карбоксилазы, стимулирует цАМФ-зависимую липазную активность в клетках жировой ткани, печени с превращением триглицеридов в свободные жирные кислоты и глицерин, что способствует усилению синтеза кетоновых тел. Таким образом глюкагон стимулирует липолиз.

Под влиянием глюкагона происходит угнетение синтеза белка и усиление его распада, поэтому значительная часть свободных аминокислот вовлекается в глюконеогенез. Высокое отношение глюкагон:инсулин в крови повышает уровень глю- конеогенеза и снижает активность гликолиза в печени. Низкое отношение глюкагон:инсулин имеет обратный эффект.

Соматостатин впервые выделен из гипоталамуса. Это циклический пептид из 14 аминокислотных остатков, синтезируемый также р-клетках поджелудочной железы в виде прогормона из 28 аминокислот. В настоящее время синтез сома- тостатина установлен и в разных отделах пищеварительного тракта.

Механизм действия соматостатина выяснен недостаточно. Вероятно, его эффекты связаны с блокированием поступления в клетки железы Са ++ , необходимого для секреции других гормонов поджелудочной железы. Соматостатин подавляет эффекты инсулина и глюкагона, тормозит секрецию гастрина и ферментов поджелудочной железы. Соматостатин снижает абсорбцию глюкозы в кишечнике, регулируя таким образом концентрацию сахара в крови. Соматостатин также блокирует высвобождение соматотропина гипофизом. Следует считать, что эффекты соматостатина проявляются не в подавлении синтеза других гормонов, а в торможении их секреции в кровь.

Панкреатический полипептид включает 36 аминокислотных остатков, м. м. = 4200, синтезируется F-клетками поджелудочной железы. Панкреатический полипептид способен расщеплять гликоген подобно глюкагону, активизировать ферменты поджелудочной железы и желудка. Можно полагать, что клетками-мишенями для этого гормона являются клетки всех отделов желудочно-кишечного тракта. Биохимические процессы, связанные с панкреатическим полипептидом, не изучены. При сахарном диабете выявлена гиперплазия синтезирующих полипептид клеток.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.